【摘 要】
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能源危机促使人们开发各种太阳能电池,其中有机无机杂化太阳能电池成本低廉,组装简单,易于商业化引起人们的广泛关注。但是目前有机无机杂化太阳能电池的效率比较低,主要原因
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能源危机促使人们开发各种太阳能电池,其中有机无机杂化太阳能电池成本低廉,组装简单,易于商业化引起人们的广泛关注。但是目前有机无机杂化太阳能电池的效率比较低,主要原因之一是无机组分往往被有机绝缘配体(如：3-辛基氧磷、油胺等)包覆,这些配体会严重阻碍从有机给体到无机受体的电子传输。为了解决这一问题,我们以导电有机聚合物半导体为配体合成有机无机杂化纳米晶,实现原位杂化,直接避免了绝缘配体引起的负面影响。考虑到直接带隙半导体材料CdSe和CuInSe2是有机无机杂化电池中常用的无机组分,我们以聚3-己基噻吩(P3HT)为配体合成P3HT-CdSe和P3HT-CuInSe2有机无机杂化纳米晶。开展的工作如下：1.采用热解合成方法注射合成尺寸均匀的CdSe超结构纳米晶。研究了反应物浓度、温度、时间等参数对CdSe纳米晶形貌的影响。并采用P3HT为配体合成P3HT-CdSe超结构杂化纳米晶,实现原位杂化。同时研究了P3HT的含量对P3HT-CdSe超结构纳米晶形貌和光电性能的影响。2.以P3HT-CdSe超结构杂化纳米晶为吸收层材料,制备了结构为FTO/致密Ti02/多孔TiO2/P3HT-CdSe/P3HT/Au和FTO/PEDOT:PSS/P3HT-CdSe/P3HT/Al的两种有机／无机杂化太阳能电池,并分析了电池的p-n结特性和电池的光电转化效率。前者结构的器件具有正向扩散电流0.15mA、反向漂移电流0.05mA,单项导电性不明显,没有效率。后者结构的器件具有良好的p-n结性能,正向扩散电流0.45mA、反向漂移电流0.01mA,器件开路电压(Voc)为540mV,短路电流密度(Jsc)为4.25mA/cm2,填充因子(FF)为0.575,最终的光电转换效率(η)为1.32%。3.以热解法合成的CuInSe2纳米晶及P3HT-CuInSe2纳米晶,并组装结构为FTO/PEDOT:PSS/P3HT-CuInSe2/P3HT/Al杂化电池。电池具有良好的p-n结特性,正向扩散电流0.15mA,反向漂移电流0.05mA, Voc为270mV, Jsc为0.04mA/cm2, FF为0.235,η为0.0025%.
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